[發明專利]一種鍋爐煙氣深度熱回收裝置及方法

有效

• 申請號: 201410374397.0
• 申請日: 2014-07-31
• 公開（公告）號: CN104110675A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發明（設計）人: 李先庭;紀文杰;吳偉;王寶龍;耿陽;潘文彪;石文星
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F22D1/36
• 分類號: F22D1/36;F24H9/00
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

技術領域

本發明涉及一種鍋爐煙氣深度熱回收裝置及方法，特別適用于燃氣鍋爐與燃煤鍋爐煙氣余熱回收，屬于余熱回收及節能技術領域。

背景技術

燃煤、燃氣是我國最主要的能源來源，據統計，我國的鍋爐總量近220萬臺，在電力、冶金、紡織、食品等行業發揮著重要的作用，與我們息息相關的供熱采暖都及生活熱水也需要鍋爐提供大量的熱。

而在鍋爐的各種熱損失中，排煙損失占到了60％～70％。高溫煙氣直接排掉是一種不僅是巨大的能源浪費，而且會造成環境污染。若能有效回收排煙的熱量，提高鍋爐的熱效率，可節省大量的燃料消耗。因此采取有效的方法實現鍋爐的煙氣余熱的高效回收，一直是人們關注的重點。

省煤器是現已推廣應用的一項成熟技術，它主要是通過吸收的低溫煙氣的熱量，從而降低排煙的溫度，節省了能源，提高了效率。然而在省煤器的設計中，為了避免酸腐蝕問題，在換熱過程中要求不能產生凝水(酸)，即換熱過程只是通過降低煙氣的顯熱來起到熱回收的作用。因此，目前的省煤器僅可使鍋爐效率提高5％左右，此時排煙溫度仍在100℃以上，排煙仍有很多的熱量(顯熱和潛熱)未被回收利用。

能夠更深度回收煙氣余熱，進一步降低排煙溫度，一直以來是備受關注的話題，也有著一定的挑戰性與難度。目前現有的較為成熟的代表性技術主要有以下兩種：

一、專利文獻ZL201320699289.1提出了一種基于吸收式熱泵技術的煙氣余熱回收系統。系統主要部件為燃氣鍋爐、燃氣驅動吸收式熱泵以及直接接觸式煙水換熱器，其中燃氣鍋爐與吸收式熱泵產生的煙氣匯合后通過直接接觸式煙水換熱器降溫冷凝，一股循環水在煙水換熱器和吸收式熱泵之間循環，循環水被煙氣加熱后回到吸收式熱泵的蒸發器被降溫，低溫循環水再通入換熱器與煙氣換熱。熱水側，一次網回水首先依次通入吸收式熱泵的吸收器和冷凝器被預熱，預熱后的一次網水再進入燃氣鍋爐，被加熱后作為一次網供回水供給換熱站或熱用戶。按照這樣的余熱回收方案，鍋爐熱效率一般可以提高12％左右(按燃氣低位熱值計算)。

二、專利文獻CN201110371994.4公開了一種煙氣余熱回收利用與除塵凈化復合型設備。該設備包括換熱吸收復合裝置、間壁式換熱器、沉淀收集排污裝置、溶液池和液泵；換熱吸收復合裝置的頂部設有液體分布器，液間壁式換熱裝置位于換熱吸收復合裝置的下部，換熱吸收復合裝置的下部設有沉淀收集排污裝置。換熱吸收復合裝置由煙氣進口段、煙氣進口導流段、換熱吸收段、煙氣出口擋液導流段和煙氣進口段組成，在換熱吸收段內布置有液體網孔式液膜分布網。該設計集余熱回收和凈化處理于一體，不僅可以回收利用排煙顯熱和潛熱，還兼有防腐除塵防垢、凈化處理等作用，并減小流動阻力以及風機和水泵能耗，降低產品的成本，達到煙氣余熱回收利用，同時鍋爐熱效率一般可以提高10％左右(按燃氣低位熱值計算)。

但是上述兩種技術方案都存在各自的技術短板。基于吸收式循環的煙氣余熱回收設備的初投資巨大，經濟性欠佳，在實際工程中較難大范圍推廣。而“一種煙氣余熱回收利用與除塵凈化復合型設備”最主要的優勢是解決了煙氣余熱回收中的腐蝕性問題，但由于其冷介質的溫度不夠低，換熱能力有限，排煙溫度仍然較高，熱回收深度不夠。

發明內容

針對現有技術存在的不足和缺陷，本發明的目的是提出一種鍋爐煙氣深度熱回收裝置及方法，在利用普通煙氣-回水換熱器進行一次熱回收的基礎上，創新性地提出在空氣側進行噴淋加濕，從而進一步回收排煙潛熱實現深度熱回收的思想。通過給送入鍋爐的助燃空氣噴淋加濕，增大空氣的等效熱容，進一步提高空氣的熱回收能力。

本發明的技術方案如下：

一種鍋爐煙氣深度熱回收裝置，包含煙氣-回水換熱器和鍋爐，所述煙氣-回水換熱器包含一次網回水入口、一次網回水出口、回水換熱器煙氣入口、回水換熱器煙氣出口、回水換熱器凝水槽和回水換熱器排水口；所述鍋爐包含鍋爐煙氣出口、鍋爐空氣入口、鍋爐回水口和鍋爐熱水出口；所述鍋爐煙氣出口與回水換熱器煙氣入口相連，一次網回水出口與鍋爐回水口相連，回水換熱器凝水槽和回水換熱器排水口位于煙氣-回水換熱器的底部；